[发明专利]基于Ru/r-CoP复合材料水解制氢催化剂的制备方法

说明书

本发明属于化学析氢能源领域，具体为基于Ru/r‑CoP复合材料水解制氢催化剂的制备方法，包括制备钴基前驱体、磷化钴(CoP)前驱体和磷空穴前驱体(r‑CoP)，将所述磷空穴前驱体(r‑CoP)分散在水中，同时加入适量的水合三氯化钌，再加入硼氢化钠溶液还原，经离心、洗涤、干燥处理后得到磷空穴前驱体负载钌复合材料(Ru/r‑CoP)；本发明通过丰富磷空穴负载的钌纳米复合材料，提高钌负载在前驱体上的分散性和导电性从而提高本征催化活性，Ru/r‑CoP复合材料在碱性的硼氢化钠水溶液中展现出了高效的析氢性能，为制备高效的硼氢化钠水解析氢催化剂提供一种有效的合成途径。

技术领域

本发明属于化学析氢能源领域，具体为基于Ru/r-CoP复合材料水解制氢催化剂的制备方法。

背景技术

化石能源(如煤、石油和天然气)的大量消耗和对环境问题的日益关注促使研究人员积极寻求可再生能源来替代传统的化石燃料。氢能源由于其相对较高的能量密度，环境友好性而被认为是有前途的能源载体，以及在能量转换设备中的潜在用途。在各种储氢材料(如NaBH₄、LiAlH₄、MgH₂等)中，NaBH₄被认为是最好的储氢材料，其储氢能力高达10.6%，氢气纯度高，室温稳定性好，产品环保安全，近年来备受关注。然而硼氢化钠进行自身析氢的速率缓慢，这缓慢的析氢速率制约着人们的对氢能源使用的一个重要因素，促使我们寻求合适的催化剂让其析氢速率达到快速而稳定。在最近的研究中，已经证明贵金属负载对催化硼氢化钠水解析氢是有利于的，比如催化剂RuP₃–CoP、Ru@SiO₂、Pt/CeO₂–Co₇Ni₂Ox、Pt₅₈Ni₃₃Au₉、Pd/PD-ZIF-67、Rh/NiBNPs等贵金属催化剂。但是由于成本的制约，需要发明一种低载量钌催化剂，既能减少贵金属的用量，同时催化剂又具有较高的活性的较好的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供基于Ru/r-CoP复合材料水解制氢催化剂的制备方法，解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于Ru/r-CoP复合材料水解制氢催化剂的制备方法，包括制备钴基前驱体、磷化钴(CoP)前驱体和磷空穴前驱体(r-CoP)，所述钴基前驱体是包括四水合乙酸钴和三水合醋酸钠超声溶解在去离子水中，通过水热反应的方法得到所述钴基前驱体；所述磷化钴(CoP)前驱体是包括将所述钴基前驱体加入次亚磷酸氢钠，在一定温度下的惰性气体氛围中经保温、自然冷却后得到磷化钴(CoP)前驱体；所述磷空穴前驱体(r-CoP)是包括将所述磷化钴(CoP)前驱体添加到硼氢化钠溶液中，经洗涤、干燥处理得到所述磷空穴前驱体(r-CoP)，然后将所述磷空穴前驱体(r-CoP)分散在水中，同时加入适量的水合三氯化钌，再加入硼氢化钠溶液还原，经离心、洗涤、干燥处理后得到所述基于Ru/r-CoP复合材料水解制氢催化剂。

进一步的，所述钴基前驱体是称取0.71 g的四水合乙酸钴和0.82 g三水合醋酸钠超声溶解在60 mL去离子水中，通过120 ℃水热反应的方法得到钴基前驱体，再经离心收集，用去离子水洗涤数次，在鼓风干燥箱中干燥12小时。